JPH1172096A - Pump flow rate controller - Google Patents

Pump flow rate controller

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JPH1172096A
JPH1172096A JP15874698A JP15874698A JPH1172096A JP H1172096 A JPH1172096 A JP H1172096A JP 15874698 A JP15874698 A JP 15874698A JP 15874698 A JP15874698 A JP 15874698A JP H1172096 A JPH1172096 A JP H1172096A
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pump
pressure
discharge pressure
rotation speed
curve
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Yoshiaki Konishi
義昭 小西
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  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate a necessity of a large capacity memory, enable continuous control, and save energy by rotating a pump at the set number of rotation of the pump which is calculated based on the maximum discharge flow rate and the maximum discharge pressure of the pump in a pipe and the minimum required discharge pressure in the pipe and discharge pressure of the pump in a pressure sensor. SOLUTION: The maximum discharge flow rate and the maximum discharge pressure of a centrifugal pump l in a water supply pipe 6 and the minimum required water supply pressure in the water supply pipe 6 are input in a computing unit 5 in advance. The computing unit 5 calculates the set number of rotation of the pump l based on these values. The set number of rotation is the number of rotation of the centrifugal pump l required to obtain the discharge flow rate given by a resistance curve in the discharge pressure detected by a pressure sensor 2. The resistance curve is a curve of second order which shows the relationship between a water supply amount and water supply pressure in the water supply pipe 6. An inverter 4 and an induction motor 3 are controlled to rotate the centrifugal pump 1 at the set number of rotation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプ流量制御装
置に関し、特に、給水配管に設けられたポンプにおける
吐出圧力から、前記給水配管の末端における水圧である
末端圧力を推定して、前記ポンプの回転数を制御し得る
ポンプ流量制御装置に関する。本発明は、特に、種々の
吐出圧力と吐出流量とに対応する前記ポンプの性能曲線
を記憶するメモリが不要であり、且つ前記ポンプの吐出
圧力を知るだけで連続的にポンプを制御し得る、ポンプ
流量制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pump flow control device, and more particularly to a pump flow control device which estimates a terminal pressure which is a water pressure at an end of a water supply pipe from a discharge pressure of a pump provided in the water supply pipe. The present invention relates to a pump flow control device capable of controlling a rotation speed. The present invention does not particularly require a memory for storing the performance curves of the pump corresponding to various discharge pressures and discharge flow rates, and can continuously control the pump only by knowing the discharge pressure of the pump. The present invention relates to a pump flow control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、パワーエレクトロニクス制御装置
が安価になり、且つ性能が向上したことに伴い、ポンプ
における給水量の制御に回転数制御が広く用いられるよ
うになってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, as power electronics control devices have become inexpensive and have improved performance, rotation speed control has been widely used for controlling the amount of water supplied to a pump.

【0003】従来は、制御が単純で、且つ制御装置が比
較的安価であるとの理由から、吐出圧力一定制御が用い
られてきた。この制御方式は、吐出圧力を一定に保ちつ
つポンプの回転数を変化させて前記ポンプの吐出流量を
制御する方式である。
Conventionally, the constant discharge pressure control has been used because the control is simple and the control device is relatively inexpensive. This control method controls the discharge flow rate of the pump by changing the rotation speed of the pump while keeping the discharge pressure constant.

【0004】しかし、給水配管のような管路において
は、ポンプの吐出流量が変化すると、管路抵抗は、前記
吐出流量の変化の二乗に比例して変化する。したがっ
て、給水量が少ない場合においては、給水配管の末端圧
力が高くなり過ぎ、それ故にエネルギの損失が多いとい
う問題があった。
However, in a pipe such as a water supply pipe, when the discharge flow rate of the pump changes, the pipe resistance changes in proportion to the square of the change in the discharge flow rate. Therefore, when the amount of supplied water is small, there is a problem that the terminal pressure of the supplied water pipe becomes too high, and therefore, there is a large loss of energy.

【0005】そこで、近年、給水配管における末端圧力
を一定に保持する末端圧力一定制御装置が種々提案され
た。
[0005] In recent years, various end pressure constant control devices for maintaining the end pressure in the water supply pipe constant have been proposed.

【0006】従来提案された末端圧力一定制御装置とし
ては、例えば、ポンプと、前記ポンプに接続された給水
配管と、前記給水配管におけるポンプの吐出口近傍に設
けられた、給水圧力を測定する圧力センサと、前記給水
配管に設けられた、給水量を測定する流量センサとを備
えた末端圧力一定制御装置を挙げることができる。ここ
で、前記給水圧力をP、前記給水量をQとすると、Pと
Qとの間には、
[0006] Conventionally proposed terminal pressure constant control devices include, for example, a pump, a water supply pipe connected to the pump, and a pressure for measuring a water supply pressure provided near a discharge port of the pump in the water supply pipe. A constant terminal pressure control device including a sensor and a flow rate sensor provided in the water supply pipe and measuring a water supply amount can be given. Here, assuming that the water supply pressure is P and the water supply amount is Q, between P and Q,

【0007】[0007]

【数1】 (Equation 1)

【0008】(a:管路係数、b:ポンプの実揚程に給
水管末端での所要圧力を加えた圧力)という関係が成り
立つことが知られている。よって、前記末端圧力一定制
御装置においては、給水量Qが変化したときには、上記
の式に沿って給水圧力Pが変化するように前記ポンプの
回転数を制御することによって、給水配管における末端
圧力を一定に保持するという制御を行っている。
It is known that the relationship of (a: pipe coefficient, b: pressure obtained by adding the required pressure at the end of the water supply pipe to the actual head of the pump) is established. Therefore, in the terminal pressure constant control device, when the water supply amount Q changes, the terminal pressure in the water supply pipe is controlled by controlling the rotation speed of the pump so that the water supply pressure P changes according to the above equation. Control to keep it constant.

【0009】しかし、前記末端圧力一定制御装置におい
ては、用いられている流量センサは、一般に信頼性が不
十分であるにも係らず高価であり、又、装置自体も制御
が複雑であり、且つ装置そのものも大掛かりになるとい
う問題もあった。
[0009] However, in the above-mentioned terminal pressure constant control device, the flow rate sensor used is generally expensive despite its insufficient reliability, and the control of the device itself is complicated. There was also a problem that the device itself became large-scale.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】そこで、ポンプの吐出
圧力から給水管の末端圧力を推定し、推定した末端圧力
が一定になるように、前記ポンプの回転数を制御する、
所謂推定末端圧力制御法が種々提案された。
Therefore, the terminal pressure of the water supply pipe is estimated from the discharge pressure of the pump, and the rotation speed of the pump is controlled so that the estimated terminal pressure becomes constant.
Various so-called estimated terminal pressure control methods have been proposed.

【0011】例えは、可変速ポンプにおける負荷の状況
から配管抵抗を推定し、これによって推定末端圧力制御
を行う方法が提案された(特許第2523139号特許
公報)。
For example, there has been proposed a method of estimating a pipe resistance from a load condition in a variable speed pump and performing an estimated terminal pressure control based thereon (Japanese Patent No. 2523139).

【0012】又、別の推定末端圧力制御方法として、ポ
ンプと、このポンプを駆動する可変速駆動手段と、これ
らを制御する制御装置と、ポンプに連結した給水管路
と、この給水管路の管内圧力を測定する圧力センサを備
えた給水装置において、運転速度がある値のときにおけ
るポンプの吐出流量と吐出圧力との関係を示す性能曲線
と、給水管路の抵抗曲線との交点で定まる吐出圧力を、
当該交点における運転速度毎に記憶し、ポンプの運転速
度が前記記憶された運転速度になるように、前記可変速
駆動手段で制御する給水装置の制御方法が提案された
(特公平8−19916号公報)。
Further, as another estimated terminal pressure control method, a pump, a variable speed driving means for driving the pump, a control device for controlling the pump, a water supply line connected to the pump, and a water supply line connected to the pump are provided. In a water supply device equipped with a pressure sensor for measuring the pressure in a pipe, a discharge determined by an intersection of a performance curve indicating a relationship between a discharge flow rate and a discharge pressure of a pump at a certain operation speed and a resistance curve of a water supply pipe. Pressure,
There has been proposed a method of controlling a water supply device in which the operation speed of the pump is stored at each of the intersections and controlled by the variable speed drive means so that the operation speed of the pump becomes the stored operation speed (Japanese Patent Publication No. Hei 8-19916). Gazette).

【0013】しかし、前者の制御方法においては、ポン
プを駆動するモータに流れる電流値から配管抵抗による
負荷を求めるので、誤差が大きくなるという問題があっ
た。又、ポンプの回転数を変化させると同時に、ポンプ
を駆動するモータに流れる電流値からポンプにかかる負
荷を求めるので、制御が複雑になるという問題もあっ
た。
However, in the former control method, since the load due to the pipe resistance is obtained from the value of the current flowing through the motor driving the pump, there is a problem that the error increases. Further, since the load applied to the pump is obtained from the current value flowing through the motor that drives the pump at the same time as the rotation speed of the pump is changed, there is a problem that the control is complicated.

【0014】後者の制御方法においては、精度の高い制
御を行おうとすると、性能曲線と、給水管路の抵抗曲線
との交点で定まる圧力を、前記給水管路の抵抗曲線に沿
って、当該交点における運転速度毎に多数記憶する必要
があるから、大容量のメモリが必要になるという問題が
あった。そして、たとえ大容量のメモリを用いて、前記
運転速度とそれに対応する前記圧力とを多数記憶したと
しても、前記メモリに記憶された圧力毎の回転速度しか
出力し得ないので、前記制御方法において連続制御を行
うことは、本質的に不可能であった。
In the latter control method, in order to perform high-precision control, the pressure determined by the intersection of the performance curve and the resistance curve of the water supply line is changed along the resistance curve of the water supply line. However, there is a problem that a large capacity memory is required because a large number of memories must be stored for each operation speed. Then, even if a large-capacity memory is used, even if a large number of the operating speeds and the corresponding pressures are stored, only the rotational speed for each pressure stored in the memory can be output. Performing continuous control was essentially impossible.

【0015】本発明は、従来の推定末端圧力制御方法が
有している前記問題点を解決することを目的とする。
[0015] It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the conventional estimated terminal pressure control method.

【0016】即ち、本発明は、性能曲線と、給水管路の
抵抗曲線との交点で定まる圧力を、当該交点における運
転速度毎に多数記憶させる必要がなく、且つ、連続制御
が容易に行え、更に、大幅な省エネルギーにもつながる
ポンプ流量制御装置を提供することを目的とする。
That is, according to the present invention, there is no need to store a large number of pressures determined at the intersection of the performance curve and the resistance curve of the water supply line for each operating speed at the intersection, and continuous control can be easily performed. It is another object of the present invention to provide a pump flow control device that leads to significant energy saving.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決すること
を目的とするポンプ流量制御装置は、(1)ポンプと、
前記ポンプの吐出圧力を測定する圧力センサと、前記ポ
ンプを駆動するモータと、前記モータの回転数を制御す
るモータ制御装置と、前記配管における前記ポンプの最
大吐出流量と最大吐出圧力、前記配管における最小所要
吐出圧力、及び前記圧力センサで測定された前記ポンプ
の吐出圧力に基づき、前記ポンプの設定回転数を計算
し、且つ、前記ポンプが前記設定回転数で回転するよう
に前記モータ制御装置に制御指令を出力する演算装置と
を備えることを特徴とするポンプ流量制御装置、及び
(2)前記(1)における流量制御装置において、前記
演算装置は、(A)既知の配管における、流路抵抗係数
及び最小所要吐出圧力(Po )と最大吐出流量(Qmax
)とから、前記ポンプの最大吐出圧力(Pmax )を求
め、前記最大吐出流量(Qmax )と前記ポンプの最大吐
出圧力(Pmax )とで与えられる最大流量点(Qmax ,
Pmax )を通過するポンプの性能曲線に対応する最大回
転数(Nmax )を求め、(B)前記最小所要吐出圧力
(Po )を締切運転圧力とし、前記締切運転圧力(Po
)と流量Qが0であることとで与えられる締切運転点
(0,Po )を通過するポンプの性能曲線に対応する前
記ポンプの締切回転数(No )を求め、(C)(a) 前記
最大流量点(Qmax ,Pmax )と、前記締切運転点
(0,Po )とを結ぶ二次曲線によって与えられる前記
配管における抵抗曲線f(Q,P)と、前記最大流量点
(Qmax ,Pmax )とポンプ停止点(0,0)とを通る
二次曲線で与えられる、前記ポンプの回転速度を変化さ
せたときの相似運転点の軌跡である相似運転点曲線g
(Q,P)と、締切回転数(No )における前記ポンプ
の性能曲線ho (Q,P)とを3辺とする閉曲線で囲ま
れた面と、(b) 前記抵抗曲線f(Q,P)と、相似運転
点曲線g(Q,P)と、設定回転数(N)における前記
ポンプの性能曲線hN (Q,P)とを3辺とする閉曲線
で囲まれた面とが相似であるとして、前記請求項1にお
ける圧力センサにより測定された圧力Pにおける設定回
転数(N)を計算するという手順に従って前記(1)に
おけるポンプの設定回転数(N)を計算する(1)に記
載のポンプ流量制御装置である。
Means for Solving the Problems A pump flow control device aiming at solving the above problems comprises (1) a pump,
A pressure sensor that measures the discharge pressure of the pump, a motor that drives the pump, a motor control device that controls the number of revolutions of the motor, and a maximum discharge flow rate and a maximum discharge pressure of the pump in the piping, Based on the minimum required discharge pressure, and the discharge pressure of the pump measured by the pressure sensor, calculate the set rotation speed of the pump, and to the motor control device so that the pump rotates at the set rotation speed. And (2) the flow rate control device according to (1), wherein the calculation device comprises: (A) a flow path resistance in a known pipe. Coefficient, minimum required discharge pressure (Po) and maximum discharge flow (Qmax
), The maximum discharge pressure (Pmax) of the pump is obtained, and the maximum flow point (Qmax, Qmax, given by the maximum discharge flow rate (Qmax) and the maximum discharge pressure (Pmax) of the pump is obtained.
Pmax), the maximum number of revolutions (Nmax) corresponding to the performance curve of the pump is determined, and (B) the minimum required discharge pressure (Po) is taken as the shutoff operating pressure, and the shutoff operating pressure (Po) is obtained.
) And the flow rate Q is 0, the shutoff speed (No) of the pump corresponding to the performance curve of the pump passing the shutoff operating point (0, Po) given by (C) (a) A resistance curve f (Q, P) in the pipe given by a quadratic curve connecting the maximum flow point (Qmax, Pmax) and the shutoff operation point (0, Po), and the maximum flow point (Qmax, Pmax). Operating point curve g, which is a locus of similar operating points when the rotation speed of the pump is changed, given by a quadratic curve passing through the pump and the pump stop point (0, 0).
(Q, P) and a performance curve ho (Q, P) of the pump at the shutoff speed (No), a surface surrounded by a closed curve having three sides, and (b) the resistance curve f (Q, P). ), A similar operating point curve g (Q, P), and a surface surrounded by a closed curve having three sides of the performance curve hN (Q, P) of the pump at the set rotation speed (N) are similar. (1) calculating the set rotation speed (N) of the pump in (1) according to a procedure of calculating the set rotation speed (N) at the pressure P measured by the pressure sensor according to claim 1. It is a pump flow control device.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明のポンプ流量制御装置は、
上述のように、ポンプと、前記ポンプの吐出圧力を測定
する圧力センサと、前記ポンプを駆動するモータと、前
記モータの回転数を制御するモータ制御装置と、前記モ
ータ制御装置に制御指令を出力する演算装置とを備え
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As described above, a pump, a pressure sensor for measuring a discharge pressure of the pump, a motor for driving the pump, a motor control device for controlling the number of rotations of the motor, and outputting a control command to the motor control device And a computing device for performing the operation.

【0019】前記演算装置は、前記配管における前記ポ
ンプの最大吐出流量及び最大吐出圧力と、前記配管にお
ける最小所要吐出圧力と、前記圧力センサで測定された
前記ポンプの吐出圧力とに基づいて、前記ポンプの吐出
圧力における吐出流量が、前記配管の抵抗曲線で与えら
れる吐出流量であるようなポンプの設定回転数を計算す
る機能、及び前記ポンプが前記設定回転数で回転するよ
うに前記モータ制御装置に制御指令を出力する機能を有
する。尚、前記最小所要吐出圧力は、前記配管における
実揚程と、所要の末端圧力との和で与えられる圧力であ
り、前記配管を通して水道水等の液体の供給を行うのに
必要な最小限の圧力である。又、前記演算装置において
は、ポンプの吐出流量と吐出圧力とを前記配管の抵抗曲
線に沿って変化させれば、給水量の如何にかかわらず、
常に一定の末端圧力が得られるとの原理に基づいて、前
記の計算を行っている。
The arithmetic unit is configured to calculate the maximum discharge flow rate and the maximum discharge pressure of the pump in the pipe, the minimum required discharge pressure in the pipe, and the discharge pressure of the pump measured by the pressure sensor. A function of calculating a set rotation speed of the pump such that a discharge flow rate at a discharge pressure of the pump is a discharge flow rate given by a resistance curve of the pipe; and the motor control device so that the pump rotates at the set rotation number. Has the function of outputting a control command to the The minimum required discharge pressure is a pressure given by a sum of an actual head in the pipe and a required end pressure, and is a minimum pressure necessary to supply a liquid such as tap water through the pipe. It is. Further, in the arithmetic device, if the discharge flow rate and the discharge pressure of the pump are changed along the resistance curve of the pipe, regardless of the water supply amount,
The above calculation is performed based on the principle that a constant terminal pressure is always obtained.

【0020】1.本発明に係るポンプ流量制御装置の例 図1は、本発明のポンプ流量制御装置を給水システムに
用いた例を示す概略図である。
1. 1 is a schematic diagram showing an example in which a pump flow control device according to the present invention is used in a water supply system.

【0021】1.1 図1に示されたポンプ流量制御装
置についての説明 図1に示されたポンプ流量制御装置において、遠心ポン
プ1は、誘導モータ3によって駆動される。そして、誘
導モータ3は、インバータ4によって周波数fs の交流
電流を入力されることにより、回転数制御される。尚、
遠心ポンプ1の回転軸の一端は、誘導モータ3の回転軸
の一端と直結されている。そして、前記誘導モータ3の
回転軸の他端には、誘導モータ3の回転数に応じた数の
パルスを発生する速度検出器7が結合されている。
1.1 Description of Pump Flow Control Apparatus shown in FIG. 1 In the pump flow control apparatus shown in FIG. 1, the centrifugal pump 1 is driven by an induction motor 3. The rotation speed of the induction motor 3 is controlled by inputting an alternating current having a frequency fs by the inverter 4. still,
One end of the rotation shaft of the centrifugal pump 1 is directly connected to one end of the rotation shaft of the induction motor 3. The other end of the rotation shaft of the induction motor 3 is connected to a speed detector 7 that generates pulses of a number corresponding to the rotation speed of the induction motor 3.

【0022】遠心ポンプ1の吐出口60には、給水配管
6が接続されている。給水配管6における、前記遠心ポ
ンプ1の吐出口近傍には、遠心ポンプ1に近い側から、
逆止弁61と開閉弁62とが設けられている。更に、前
記給水管6における、開閉弁62の下流側出口の近傍に
は、前記遠心ポンプ1の吐出圧力を測定し、電気信号に
変換する圧力センサ2が設けられている。
A water supply pipe 6 is connected to a discharge port 60 of the centrifugal pump 1. In the vicinity of the outlet of the centrifugal pump 1 in the water supply pipe 6, from the side close to the centrifugal pump 1,
A check valve 61 and an on-off valve 62 are provided. Further, a pressure sensor 2 that measures the discharge pressure of the centrifugal pump 1 and converts the pressure into an electric signal is provided in the water supply pipe 6 near the downstream side outlet of the on-off valve 62.

【0023】前記圧力センサ2で測定された吐出圧力
は、演算装置5に入力される。
The discharge pressure measured by the pressure sensor 2 is input to an arithmetic unit 5.

【0024】演算装置5には、予め、前記給水配管6に
おける遠心ポンプ1の最大吐出流量及び最大吐出圧力
と、前記給水配管6における最小所要給水圧力とを入力
しておく。ここで、最小所要給水圧力は、給水配管6の
実揚程と所要の末端圧力との和として与えられる圧力で
あり、給水配管6を通して給水を行う場合における必要
最小限の圧力である。
The maximum discharge flow rate and the maximum discharge pressure of the centrifugal pump 1 in the water supply pipe 6 and the minimum required water supply pressure in the water supply pipe 6 are input to the arithmetic unit 5 in advance. Here, the minimum required water supply pressure is the pressure given as the sum of the actual head of the water supply pipe 6 and the required end pressure, and is the minimum pressure required when water is supplied through the water supply pipe 6.

【0025】演算装置5は、前記遠心ポンプ1の前記最
大吐出流量と、最大吐出圧力と、最小所要給水圧力と、
前記吐出圧力とから、前記遠心ポンプ1の設定回転数
(N)を計算する機能を有する。前記抵抗曲線は、前記
給水配管6における給水量と給水圧力との関係を示す曲
線であり、二次曲線で与えられる。そして、設定回転数
(N)は、圧力センサ2で検知された吐出圧力におい
て、前記抵抗曲線によって与えられる吐出流量を得るの
に必要な、遠心ポンプ1の回転数である。前記の計算
は、上述のように、給水配管6の抵抗曲線に沿って遠心
ポンプ1の吐出流量と吐出圧力とを変化させれば、給水
量の如何にかかわらず、給水配管6の末端においては常
に所要の末端圧力が得られるとの原理に基づいている。
The arithmetic unit 5 calculates the maximum discharge flow rate of the centrifugal pump 1, the maximum discharge pressure, the minimum required water supply pressure,
It has a function of calculating a set rotation speed (N) of the centrifugal pump 1 from the discharge pressure. The resistance curve is a curve indicating the relationship between the amount of water supply and the supply pressure in the water supply pipe 6, and is given by a quadratic curve. The set number of revolutions (N) is the number of revolutions of the centrifugal pump 1 required to obtain the discharge flow rate given by the resistance curve at the discharge pressure detected by the pressure sensor 2. As described above, if the discharge flow rate and the discharge pressure of the centrifugal pump 1 are changed along the resistance curve of the water supply pipe 6 at the end of the water supply pipe 6 regardless of the water supply amount, as described above. It is based on the principle that the required end pressure is always obtained.

【0026】そして、演算装置5は、遠心ポンプ1が前
記設定回転数(N)で回転するように、インバータ4に
制御指令を出力する。ここで、上述のように遠心ポンプ
1は誘導モータ3と直結されているから、誘導モータ3
が設定回転数(N)で回転するように制御すれば、遠心
ポンプ1も前記設定回転数(N)で回転する。
Then, the arithmetic unit 5 outputs a control command to the inverter 4 so that the centrifugal pump 1 rotates at the set rotation speed (N). Here, since the centrifugal pump 1 is directly connected to the induction motor 3 as described above,
Is controlled to rotate at the set rotation speed (N), the centrifugal pump 1 also rotates at the set rotation speed (N).

【0027】インバータ4は、前記制御指令を受けて、
出力交流電流の周波数(fs )を制御する。誘導モータ
3の回転軸に結合された速度検出器7からの速度信号N
fbはインバータ4にフィードバックされる。インバータ
4は、速度検出器7からの速度信号Nfbを受け、遠心ポ
ンプ1から誘導モータ3に加わる負荷による、最大3%
に達する誘導モータ3のすべりを補償し、誘導モータ3
が、負荷の大小にかかわらず前記設定回転数(N)で回
転するように、出力交流電流の周波数(fs )を制御す
る。
The inverter 4 receives the control command,
The frequency (fs) of the output alternating current is controlled. Speed signal N from speed detector 7 coupled to the rotation axis of induction motor 3
fb is fed back to the inverter 4. The inverter 4 receives the speed signal Nfb from the speed detector 7 and receives a maximum 3% due to the load applied to the induction motor 3 from the centrifugal pump 1.
Compensates for the slip of the induction motor 3
Controls the frequency (fs) of the output alternating current so that the motor rotates at the set speed (N) regardless of the magnitude of the load.

【0028】図1のポンプ流量制御装置において、遠心
ポンプ1は、本発明のポンプ流量制御装置におけるポン
プに相当し、圧力センサ2は、本発明のポンプ流量制御
装置における圧力センサに相当する。誘導モータ3は、
本発明のポンプ流量制御装置におけるモータに相当し、
インバータ4及び速度検出器7は、本発明のポンプ流量
制御装置におけるモータ制御装置に相当し、演算装置5
は、本発明のポンプ流量制御装置における演算装置に相
当する。
In the pump flow controller of FIG. 1, the centrifugal pump 1 corresponds to a pump in the pump flow controller of the present invention, and the pressure sensor 2 corresponds to a pressure sensor in the pump flow controller of the present invention. The induction motor 3
Corresponds to the motor in the pump flow control device of the present invention,
The inverter 4 and the speed detector 7 correspond to the motor control device in the pump flow control device of the present invention, and the arithmetic device 5
Corresponds to an arithmetic unit in the pump flow control device of the present invention.

【0029】1.2 ポンプの設定回転数(N)を計算
する手順 図1に示されたポンプ流量制御装置が備える演算装置に
おいて、遠心ポンプ1の設定回転数(N)を計算する手
順について、以下に詳細に説明する。
1.2 Procedure for Calculating the Set Rotational Speed (N) of the Pump In the calculation device provided in the pump flow control device shown in FIG. 1, the procedure for calculating the set rotational speed (N) of the centrifugal pump 1 will be described. This will be described in detail below.

【0030】先ず、給水配管6における、流路抵抗係数
kと、ポンプ停止時の最小所要給水圧力(Po )と、前
記遠心ポンプ1の最大吐出流量(Qmax )とから、前記
遠心ポンプ1の最大吐出圧力(Pmax )を求める。
First, the maximum resistance of the centrifugal pump 1 is determined from the flow resistance coefficient k in the water supply pipe 6, the minimum required water supply pressure (Po) when the pump is stopped, and the maximum discharge flow rate (Qmax) of the centrifugal pump 1. The discharge pressure (Pmax) is determined.

【0031】ここで、給水配管6における最大吐出流量
(Qmax )は、前記給水配管6によって給水されるマン
ションやオフィスビル等において、全館の給水栓を全開
したときに必要とされる給水量であり、給水栓の数と、
給水栓1個当たりの全開時における流量とから計算され
る。そして、給水配管6における流路抵抗係数kは、給
水配管6における、配管図(図示せず。)で示された管
と継ぎ手との配置、これらの管と継ぎ手との内径、及び
継ぎ手の湾曲半径から計算される。
Here, the maximum discharge flow rate (Qmax) in the water supply pipe 6 is the amount of water required when the water taps of the entire building are fully opened in an apartment or office building to be supplied with water by the water supply pipe 6. , The number of hydrants,
It is calculated from the flow rate when one hydrant is fully opened. The flow path resistance coefficient k in the water supply pipe 6 is determined by the arrangement of the pipes and the joints shown in the piping diagram (not shown) in the water supply pipe 6, the inner diameters of these pipes and the joints, and the curvature of the joints. Calculated from radius.

【0032】一方、給水配管6における最小所要吐出圧
力、即ち最小所要給水圧力(Po )は、上述のように、
給水配管6における実揚程(Ho )と、前記給水配管6
における所要の末端圧力(Hp )との和で与えられる圧
力である。ここで、実揚程(Ho )は、前記給水配管6
における、遠心ポンプ1の吐出口から給水配管6の最高
点までの高さで与えられる。
On the other hand, the minimum required discharge pressure in the water supply pipe 6, that is, the minimum required water supply pressure (Po) is, as described above,
The actual head (Ho) in the water supply pipe 6 and the water supply pipe 6
Is the pressure given as the sum with the required end pressure (Hp) at Here, the actual head (Ho) is based on the water supply pipe 6.
At the height from the discharge port of the centrifugal pump 1 to the highest point of the water supply pipe 6.

【0033】遠心ポンプ1の最大吐出圧力(Pmax )
は、給水配管6に前記最大吐出流量(Qmax )で与えら
れる流量で水を流したときの流路抵抗と、最小所要給水
圧力(Po )との和で与えられる。よって、最大吐出圧
力(Pmax )は、前記最大吐出流量(Qmax )と、配管
6の流路抵抗係数kと、最小所要給水圧力(Po )とか
ら、式(I)
Maximum discharge pressure of the centrifugal pump 1 (Pmax)
Is given by the sum of the flow path resistance when water flows at the flow rate given by the maximum discharge flow rate (Qmax) and the minimum required feed pressure (Po). Therefore, the maximum discharge pressure (Pmax) is calculated from the maximum discharge flow rate (Qmax), the flow path resistance coefficient k of the pipe 6 and the minimum required water supply pressure (Po) by the formula (I).

【0034】[0034]

【数2】 (Equation 2)

【0035】で求められる。Is obtained.

【0036】このときの前記遠心ポンプ1の回転数、即
ち最大回転数(Nmax )は、前記最大吐出流量(Qmax
)と前記ポンプの最大吐出圧力(Pmax )とで与えら
れる最大流量点A(Qmax ,Pmax )を通過するポンプ
の性能曲線hmax (Q,P)に対応する回転数として求
められる。
At this time, the rotation speed of the centrifugal pump 1, that is, the maximum rotation speed (Nmax) is determined by the maximum discharge flow rate (Qmax).
)) And the maximum discharge pressure (Pmax) of the pump, the rotation speed corresponding to the performance curve hmax (Q, P) of the pump passing through the maximum flow point A (Qmax, Pmax).

【0037】このようにして求められた、最小所要給水
圧力(Po )と、最大吐出流量(Qmax )と、遠心ポン
プ1の最大吐出圧力(Pmax )と、最大回転数(Nmax
)とを、演算装置5に入力する。演算装置5には、テ
ンキー又はキーボードを設け、このテンキー又はキーボ
ードを通して前記各パラメータを入力することができ
る。
The minimum required water supply pressure (Po), the maximum discharge flow rate (Qmax), the maximum discharge pressure (Pmax) of the centrifugal pump 1, and the maximum rotation speed (Nmax) thus obtained are determined.
) Is input to the arithmetic unit 5. The arithmetic unit 5 is provided with a numeric keypad or a keyboard, and the above parameters can be input through the numeric keypad or the keyboard.

【0038】次に、最小所要給水圧力(Po )を締切運
転圧力とし、前記ポンプにおける締切運転点D(Po ,
0)を通過するポンプの性能曲線に対応する回転数を求
め、これを前記ポンプにおける締切運転時圧力とすると
きの前記ポンプの締切回転数(No )とする。
Next, the minimum required feed water pressure (Po) is defined as the shutoff operating pressure, and the shutoff operating point D (Po,
The rotation speed corresponding to the performance curve of the pump passing through 0) is obtained, and this is set as the cutoff rotation speed (No) of the pump when the pressure is used as the pressure during the shutoff operation of the pump.

【0039】締切回転数(No )は、最大回転数Nmax
における締め切り圧力(Plim )と最小所要給水圧力
(Po )とから、下の式
The cutoff rotation speed (No) is the maximum rotation speed Nmax.
From the cutoff pressure (Plim) and the minimum required water supply pressure (Po) at

【0040】[0040]

【数3】 (Equation 3)

【0041】よって、Therefore,

【0042】[0042]

【数4】 (Equation 4)

【0043】によって求められる。Is obtained by

【0044】演算装置5においては、前記最小所要給水
圧力(Po )と、最大吐出流量(Qmax )と、遠心ポン
プ1の最大吐出圧力(Pmax )と、最大回転数(Nmax
)と、締切回転数(No )と、圧力センサ2から入力
された吐出圧力(P)とから、以下の式(II)
In the arithmetic unit 5, the minimum required feed water pressure (Po), the maximum discharge flow rate (Qmax), the maximum discharge pressure (Pmax) of the centrifugal pump 1, and the maximum rotation speed (Nmax)
), The shutoff speed (No), and the discharge pressure (P) input from the pressure sensor 2, the following equation (II):

【0045】[0045]

【数5】 (Equation 5)

【0046】(但し、ΔP=Pmax −Pであり、ΔPo
=Pmax −Po である。)に従って設定回転数(N)が
計算される。
(Where ΔP = Pmax−P and ΔPo
= Pmax-Po. ), The set number of revolutions (N) is calculated.

【0047】以下、前記(II)式を導き出す手順につい
て説明する。
The procedure for deriving the above formula (II) will be described below.

【0048】先ず、前記配管における抵抗曲線f(Q,
P)を引く。前記抵抗曲線f(Q,P)は、最大流量点
A(Qmax ,Pmax )と締切運転点D(0,Po )とを
結ぶ二次曲線で与えられる。次いで、前記ポンプの回転
速度を変化させたときの相似運転点の軌跡である相似運
転点曲線g(Q,P)を引く。相似運転点曲線g(Q,
P)は、最大流量点A(Qmax ,Pmax )とポンプ停止
点O(0,0)とを通る二次曲線で与えられる。
First, a resistance curve f (Q,
P) is subtracted. The resistance curve f (Q, P) is given by a quadratic curve connecting the maximum flow point A (Qmax, Pmax) and the shutoff operation point D (0, Po). Next, a similar operating point curve g (Q, P) which is a locus of similar operating points when the rotation speed of the pump is changed is drawn. Similar operating point curve g (Q,
P) is given by a quadratic curve passing through the maximum flow point A (Qmax, Pmax) and the pump stop point O (0, 0).

【0049】遠心ポンプ1を用いて給水管6に給水を行
ったときには、吐出流量(Q)と吐出圧力(P)とは、
前記抵抗曲線f(Q,P)に沿って変化する。よって、
抵抗曲線f(Q,P)上に、吐出圧力(P)に対応する
点B(Q,P)を取ることができる。
When water is supplied to the water supply pipe 6 using the centrifugal pump 1, the discharge flow rate (Q) and the discharge pressure (P) are
It changes along the resistance curve f (Q, P). Therefore,
A point B (Q, P) corresponding to the discharge pressure (P) can be taken on the resistance curve f (Q, P).

【0050】次いで、最大回転数(Nmax )におけるポ
ンプの性能曲線hmax (Q,P)と、締切回転数(No
)におけるポンプの性能曲線ho (Q,P)と、前記
点B(Q,P)におけるポンプの性能曲線hN (Q,
P)とを引く。前記最大回転数(N)max におけるポン
プの性能曲線hmax (Q,P)は、上述のように最大流
量点A(Qmax ,Pmax )を通過し、締切回転数(No
)における前記ポンプの性能曲線ho (Q,P)は、
上述のように締切運転点D(0,Po )を通過する。前
記性能曲線hN (Q,P)とho (Q,P)とが前記相
似運転点曲線g(Q,P)と交わる点を、それぞれ点C
(Q’,P’)及び点E(Q1 ,P1 )とする。前記最
大流量点A(Qmax ,Pmax )、点B(Q,P)、点C
(Q’,P’)、締切運転点D(0,Po )、点E(Q
1 ,P1 )、及びポンプ停止点O(0,0)と、抵抗曲
線f(Q,P)及び相似運転点曲線g(Q,P)と、性
能曲線hmax (Q,P)、性能曲線ho (Q,P)、及
び性能曲線hN (Q,P)との関係を図2に示す。
Next, the pump performance curve hmax (Q, P) at the maximum rotation speed (Nmax) and the cutoff rotation speed (No)
) And the pump performance curve hN (Q, P, B) at the point B (Q, P).
P). The performance curve hmax (Q, P) of the pump at the maximum rotation speed (N) max passes through the maximum flow point A (Qmax, Pmax) as described above, and the cutoff rotation speed (No)
)), The performance curve ho (Q, P) of the pump is
As described above, the vehicle passes the cutoff operation point D (0, Po). A point at which the performance curves hN (Q, P) and ho (Q, P) intersect with the similar operating point curve g (Q, P) is referred to as a point C, respectively.
(Q ', P') and point E (Q1, P1). The maximum flow point A (Qmax, Pmax), point B (Q, P), point C
(Q ', P'), deadline operating point D (0, Po), point E (Q
1, P1), the pump stop point O (0, 0), the resistance curve f (Q, P), the similar operating point curve g (Q, P), the performance curve hmax (Q, P), and the performance curve ho. FIG. 2 shows the relationship between (Q, P) and the performance curve hN (Q, P).

【0051】給水配管6における流路抵抗は、給水配管
6の内部を流れる給水の量、即ち吐出流量(Q)の二乗
に比例することが知られている。
It is known that the flow resistance in the water supply pipe 6 is proportional to the amount of water flowing inside the water supply pipe 6, that is, the square of the discharge flow rate (Q).

【0052】そして、図2から明らかなように、流量Q
max における給水配管6の流路抵抗は、Pmax −Po で
与えられ、点Bで与えられる流量Qにおける給水配管6
の流路抵抗は、P−Po で与えられるから、
Then, as is apparent from FIG.
The flow path resistance of the water supply pipe 6 at max is given by Pmax-Po and the water supply pipe 6 at the flow rate Q given at point B
Is given by P-Po,

【0053】[0053]

【数6】 (Equation 6)

【0054】という関係が成り立つ。The following relationship holds.

【0055】又、最小所要給水圧力が0の場合、遠心ポ
ンプの吐出圧力(P)と吐出流量(Q)と回転数(N)
との間には、
When the minimum required water supply pressure is 0, the centrifugal pump discharge pressure (P), discharge flow rate (Q) and rotation speed (N)
Between

【0056】[0056]

【数7】 (Equation 7)

【0057】という関係が成り立つことが一般に知られ
ているから、最大流量点Aにおける最大吐出流量(Qma
x )、最大吐出圧力(Pmax )、及び最大回転数(Nma
x )と、点Cにおける吐出流量(Q’)、吐出圧力
(P’)、及び回転数(N)と、点Eにおける吐出流量
(Q1 )、吐出圧力(P1 )、及び回転数(No )との
間には、
It is generally known that the following relationship holds. Therefore, the maximum discharge flow rate at the maximum flow point A (Qma
x), maximum discharge pressure (Pmax), and maximum rotation speed (Nma
x), discharge flow rate (Q '), discharge pressure (P'), and rotation speed (N) at point C, and discharge flow rate (Q1), discharge pressure (P1), and rotation speed (No) at point E. Between

【0058】[0058]

【数8】 (Equation 8)

【0059】[0059]

【数9】 (Equation 9)

【0060】という関係が成立する。よって、最大吐出
圧力(Pmax )と、点Cにおける吐出圧力(P’)と、
点Eにおける吐出圧力(P1 )との間には、
The following relationship is established. Therefore, the maximum discharge pressure (Pmax), the discharge pressure at point C (P '),
Between the discharge pressure (P1) at the point E,

【0061】[0061]

【数10】 (Equation 10)

【0062】[0062]

【数11】 [Equation 11]

【0063】という関係が成り立つ。The following relationship holds.

【0064】以下、前記P’と、Pmax 、P、No 、及
びNmax との関係を求める。
The relationship between P 'and Pmax, P, No, and Nmax will now be determined.

【0065】図2からも明らかなように、性能曲線hma
x (Q,P)と、性能曲線hN (Q,P)と、性能曲線
ho (Q,P)とは、ほぼ平行であるから、抵抗曲線f
(Q,P)と相似運転点曲線g(Q,P)と性能曲線h
o (Q,P)とから形成される閉曲線ADEで囲まれた
略三角形状の面と、抵抗曲線f(Q,P)と相似運転点
曲線g(Q,P)とhN (Q,P)とから形成される閉
曲面ABCで囲まれた略三角形状の面とは、互いに相似
であると考えることができる。よって、P’とPmax と
PとPo とP1 との間には、
As is clear from FIG. 2, the performance curve hma
Since x (Q, P), performance curve hN (Q, P) and performance curve ho (Q, P) are almost parallel, resistance curve f
(Q, P) and similar operating point curve g (Q, P) and performance curve h
o (Q, P), a substantially triangular surface surrounded by a closed curve ADE, an operating point curve g (Q, P) similar to the resistance curve f (Q, P) and hN (Q, P) Can be considered to be similar to each other with the substantially triangular surface surrounded by the closed curved surface ABC formed by. Therefore, between P ′, Pmax, P, Po, and P1,

【0066】[0066]

【数12】 (Equation 12)

【0067】という関係が成り立つ。この式(VIII)を
P’について解くと、P’については、
The following relationship holds. When this equation (VIII) is solved for P ′, for P ′,

【0068】[0068]

【数13】 (Equation 13)

【0069】という関係が成り立つ。The following relationship holds.

【0070】ここで、前記式(VI)から、Here, from the above formula (VI),

【0071】[0071]

【数14】 [Equation 14]

【0072】という関係を導くことができる。前記式
(X)と式(VII )とを、前記式(IX)に代入すること
により、
The following relationship can be derived. By substituting the formulas (X) and (VII) into the formula (IX),

【0073】[0073]

【数15】 (Equation 15)

【0074】が導かれる。Is derived.

【0075】前記式(XI)を、設定回転数(N)につい
て解けば、前記式(II)が導かれる。
By solving equation (XI) for the set number of revolutions (N), equation (II) is derived.

【0076】1.3 演算装置5がインバータ4を制御
する手順 図1に示されたポンプ流量制御装置において、演算装置
5は、上述のようにして計算した設定回転数(N)で遠
心ポンプ1が回転するように、インバータ4に制御指令
を出力する。前記演算装置5は、具体的には、図3に示
されるフローチャートに示される手順に従いインバータ
4の制御を行う。
1.3 Procedure in which the Computing Device 5 Controls the Inverter 4 In the pump flow control device shown in FIG. 1, the computing device 5 operates at the set rotation speed (N) calculated as described above. A control command is output to the inverter 4 so that the motor rotates. Specifically, the arithmetic unit 5 controls the inverter 4 according to the procedure shown in the flowchart shown in FIG.

【0077】前記演算装置5においては、圧力センサ2
によって測定された圧力Pから、式(II)に従って計算
された設定回転数(N)と、インバータ4に出力される
制御指令に対応する回転数である指示回転数(Ns )と
が比較される。
In the arithmetic unit 5, the pressure sensor 2
From the measured pressure P, the set rotation speed (N) calculated according to the equation (II) is compared with a designated rotation speed (Ns) which is a rotation speed corresponding to a control command output to the inverter 4. .

【0078】前記指示回転数(Ns )と設定回転数
(N)との差の絶対値が一定の値ΔNよりも大きいとき
は、前記演算装置5は、圧力センサ2からの圧力Pに基
づいて新たな設定回転数(N)を計算し、この設定回転
数(N)と前記指示回転数(Nsとを比較する。
When the absolute value of the difference between the commanded rotation speed (Ns) and the set rotation speed (N) is larger than a fixed value ΔN, the arithmetic unit 5 determines based on the pressure P from the pressure sensor 2. A new set speed (N) is calculated, and the set speed (N) is compared with the designated speed (Ns).

【0079】一方、前記指示回転数(Ns )と設定回転
数(N)との差の絶対値が一定の値ΔNよりも小さいと
きは、前記演算装置5は、設定回転数(N)と指示回転
数(Ns )とを比較する。そして、設定回転数(N)が
指示回転数(Ns )よりも低いときは、前記演算装置5
は、より高い指示回転数(Ns )をインバータ4に向か
って出力する。これによって、遠心ポンプ1の回転数が
増加するので、圧力センサ2によって検出される圧力P
も上昇し、その結果、前記演算装置5によって計算され
る設定回転数(N)もより高くなり、やがて指示回転数
(Ns )と設定回転数(N)とは一致する。
On the other hand, when the absolute value of the difference between the designated rotational speed (Ns) and the set rotational speed (N) is smaller than a fixed value ΔN, the arithmetic unit 5 sets the set rotational speed (N) and the designated rotational speed (N). The number of rotations (Ns) is compared. When the set rotation speed (N) is lower than the designated rotation speed (Ns), the arithmetic unit 5
Outputs a higher designated rotation speed (Ns) toward the inverter 4. As a result, the rotation speed of the centrifugal pump 1 increases, and the pressure P detected by the pressure sensor 2 is increased.
As a result, the set rotation speed (N) calculated by the arithmetic unit 5 also becomes higher, and the designated rotation speed (Ns) eventually coincides with the set rotation speed (N).

【0080】一方、設定回転数(N)が指示回転数(N
s )より高いときは、前記演算装置5は、より低い指示
回転数(Ns )をインバータ4に向かって出力する。こ
れによって、遠心ポンプ1の回転数が減少するので、圧
力センサ2によって検出される圧力Pも低下し、その結
果、前記演算装置5によって計算される設定回転数
(N)も低くなり、やがて指示回転数(Ns )と設定回
転数(N)とは一致する。
On the other hand, the set number of revolutions (N) is equal to the designated number of revolutions (N
If s) is higher, the arithmetic unit 5 outputs a lower designated rotation speed (Ns) toward the inverter 4. As a result, the rotation speed of the centrifugal pump 1 decreases, so that the pressure P detected by the pressure sensor 2 also decreases. As a result, the set rotation speed (N) calculated by the arithmetic unit 5 also decreases, and the instruction is eventually given. The rotation speed (Ns) matches the set rotation speed (N).

【0081】2.本発明の流量制御装置の構成 2.1 ポンプ 本発明のポンプ流量制御装置において用いられるポンプ
としては、給水に用いられるポンプを挙げることがで
き、具体的には、遠心ポンプ、軸流ポンプ、及び斜流ポ
ンプ等のターボ型ポンプ等を挙げることができる。
2. 2. Configuration of Flow Control Apparatus of Present Invention 2.1 Pump Pumps used in the pump flow control apparatus of the present invention include pumps used for water supply, and specifically, centrifugal pumps, axial flow pumps, and the like. A turbo type pump such as a mixed flow pump can be used.

【0082】2.2 圧力センサ 圧力センサは、前記ポンプの吐出圧力を、後述する演算
装置が処理し得る信号に変換する機能を有する。
2.2 Pressure Sensor The pressure sensor has a function of converting the discharge pressure of the pump into a signal that can be processed by an arithmetic unit described later.

【0083】ここで、前記圧力センサによって測定し得
るポンプの吐出圧力としては、ポンプの吐出口における
圧力と、ポンプが有する吐出配管における吐出配管圧力
とを挙げることができる。又、吐出配管に逆止弁が挿入
されている場合には、前記吐出配管における逆止弁より
も上流の部分の圧力を、前記吐出圧力として測定しても
よく、又、前記吐出配管における逆止弁よりも下流の圧
力を、前記吐出圧力として測定してもよい。
Here, the discharge pressure of the pump that can be measured by the pressure sensor includes a pressure at a discharge port of the pump and a discharge pipe pressure in a discharge pipe of the pump. Further, when a check valve is inserted in the discharge pipe, the pressure of a portion of the discharge pipe upstream of the check valve may be measured as the discharge pressure. The pressure downstream of the stop valve may be measured as the discharge pressure.

【0084】圧力センサとしては、吐出圧力を、空気圧
及び油圧等の圧力、並びに電気容量、インダクタンス、
電気抵抗、及び交流電流の周波数等から選択される電気
信号等の各種信号に変換して、前記各種信号に変換され
た吐出圧力を後述する演算装置に伝送する機能を有する
装置を挙げることができる。
As the pressure sensor, the discharge pressure is determined by the pressure such as air pressure and hydraulic pressure, electric capacity, inductance,
An apparatus having a function of converting into various signals such as an electric signal selected from an electric resistance and a frequency of an alternating current, and transmitting the discharge pressure converted into the various signals to an arithmetic unit described later can be given. .

【0085】したがって、圧力センサとしては、具体的
には、吐出圧力の変動を空気圧の変移に変換する空気式
変換器、及び吐出圧力の変動を油圧の変移に変換する油
圧式変換器等の圧力式変換器、並びに吐出圧力の変動を
各種電気信号に変換する電気式変換器等を挙げることが
できる。電気式変換器としては、吐出圧力の変動を電気
容量の変移に変換する容量式変換器、吐出圧力の変動を
コイルのインダクタンスの変移に変換するインダクタン
ス式変換器、吐出圧力の変動を薄膜歪みゲージ及び拡散
半導体歪みゲージ等の歪みゲージにおける電気抵抗の変
移に変換する抵抗歪みゲージ式変換器、並びに吐出圧力
の変動を、弦、梁、ダイアフラム、円筒等の振動に変換
し、この振動を電気的に検出する振動式変換器等の電気
式変換器等を挙げることができる。前記圧力変換器の内
で特に好ましい圧力変換器としては、前記の電気式変換
器を挙げることができる。
Accordingly, as the pressure sensor, specifically, a pneumatic converter for converting a change in discharge pressure into a change in air pressure and a hydraulic converter for converting a change in discharge pressure into a change in hydraulic pressure are used. And a converter for converting a change in discharge pressure into various electrical signals. Examples of the electric transducer include a capacitive transducer that converts a change in discharge pressure into a change in electric capacity, an inductance converter that converts a change in discharge pressure into a change in inductance of a coil, and a thin film strain gauge that changes the discharge pressure. And a strain gauge type transducer for converting a change in electric resistance in a strain gauge such as a diffusion semiconductor strain gauge, and a change in discharge pressure into a vibration of a string, a beam, a diaphragm, a cylinder, etc., and this vibration is electrically converted. And electrical converters such as vibration converters for detecting the above. Particularly preferred pressure transducers among the pressure transducers include the above-mentioned electric transducers.

【0086】2.3 モータ 前記ポンプを駆動するモータとしては、各種直流モータ
及び交流モータを挙げることができる。これらのモータ
の中では、安価で且つ堅牢である点で、同期モータ及び
誘導モータが最も好ましい。
2.3 Motor Examples of the motor for driving the pump include various DC motors and AC motors. Among these motors, synchronous motors and induction motors are most preferable because they are inexpensive and robust.

【0087】2.4 モータ制御装置 モータ制御装置は、前記モータの回転数を制御する機能
を有する。
2.4 Motor Control Unit The motor control unit has a function of controlling the number of rotations of the motor.

【0088】モータ制御装置としては、使用するモータ
の種類に応じて各種の制御装置を挙げることができる。
例えば、モータとして直流モータを用いる場合には、モ
ータ制御装置としては、イルグナ式制御装置及びサイリ
スタレオナード等を挙げることができる。但し、これら
の制御装置を用いるときは、モータ又はポンプに速度検
出器を設け、この速度検出器からの回転数の信号を前記
制御装置にフィードバックする必要がある。
As the motor control device, various control devices can be mentioned according to the type of motor used.
For example, when a DC motor is used as the motor, examples of the motor control device include an Irgna-type control device and a thyristor leonard. However, when using these control devices, it is necessary to provide a speed detector on the motor or the pump, and feed back a signal of the number of revolutions from the speed detector to the control device.

【0089】モータとして、誘導モータを用いる場合に
は、モータ制御装置としては、電源周波数を制御するイ
ンバータ、一次電圧を制御する一次電圧制御装置、並び
に二次電流を変化させることによる比例推移を利用した
セルビウス式制御装置及びクレーマ式制御装置等を挙げ
ることができる。但し、これらの制御装置の内、一次電
圧制御装置、セルビウス式制御装置、及びクレーマ式制
御装置等を用いる場合は、前記サイリスタレオナード等
と同様に、モータ又はポンプに速度検出器を設け、この
速度検出器からの回転数の信号を前記制御装置にフィー
ドバックする必要がある。
When an induction motor is used as the motor, an inverter for controlling the power supply frequency, a primary voltage control device for controlling the primary voltage, and a proportional transition by changing the secondary current are used as the motor control device. And a Cervius-type control device. However, when a primary voltage controller, a Servius controller, a Kramer controller, or the like is used among these controllers, like the thyristor leonard, a motor or a pump is provided with a speed detector, and a speed detector is provided. It is necessary to feed back the rotation speed signal from the detector to the control device.

【0090】前記モータ制御装置としては、フィードバ
ック制御無しでも誘導モータの制御が可能な点、及び速
度範囲が広く取れる点で、インバータが特に好ましい。
但し、誘導モータが回転する際には、必ず負荷に応じた
すべりを生するので、実際の回転数は、インバータが発
生する交流出力の周波数に対応する回転数よりも、前記
すべりの分、即ち1〜3%程度低くなる。よって、イン
バータを用いて誘導モータを制御する場合においても、
速度検出器等で誘導モータの速度を検出し、検出した速
度をインバータにフィードバックさせることによって、
前記すべりを補償することが好ましい。
As the motor control device, an inverter is particularly preferable because an induction motor can be controlled without feedback control and a speed range can be widened.
However, when the induction motor rotates, a slip corresponding to the load is always generated, so the actual rotation speed is smaller than the rotation speed corresponding to the frequency of the AC output generated by the inverter by the slip, that is, About 1 to 3% lower. Therefore, even when controlling the induction motor using the inverter,
By detecting the speed of the induction motor with a speed detector etc. and feeding back the detected speed to the inverter,
It is preferable to compensate for the slip.

【0091】尚、インバータによって同期モータを制御
する場合には、同期モータは、インバータが発生する交
流出力の周波数に比例する回転数で回転する。よって、
この場合には、前記フィードバック制御を特に行う必要
はない。
When the synchronous motor is controlled by the inverter, the synchronous motor rotates at a rotational speed proportional to the frequency of the AC output generated by the inverter. Therefore,
In this case, it is not necessary to perform the feedback control.

【0092】インバータとしては、電流制御型インバー
タ、電圧制御型インバータ、及びPWM型インバータ
等、各種の形式のインバータを挙げることができる。
又、トランジスタインバータ、IGBTインバータ、及
びサイリスタインバータのいずれも用いることができ
る。
Examples of the inverter include inverters of various types, such as a current control type inverter, a voltage control type inverter, and a PWM type inverter.
Further, any of a transistor inverter, an IGBT inverter, and a thyristor inverter can be used.

【0093】2.5 演算装置 本発明の流量制御装置において、演算装置は、上述のよ
うに、配管における前記ポンプの最大吐出流量及び最大
吐出圧力と、前記配管における最小所要吐出圧力と、前
記圧力センサで測定されたポンプの吐出圧力とに基づ
き、前記ポンプの設定回転数を計算する機能と、前記ポ
ンプが前記設定回転数で回転するように前記モータ制御
装置に制御指令を出力する機能を有する。尚、設定回転
数は、前述のように、ポンプの吐出圧力と吐出流量と
が、前記配管における抵抗曲線で示される関係を満たす
のに必要な前記ポンプの回転数である。
2.5 Arithmetic Unit In the flow control device of the present invention, the arithmetic unit includes, as described above, the maximum discharge flow rate and the maximum discharge pressure of the pump in the pipe, the minimum required discharge pressure in the pipe, and the pressure. It has a function of calculating the set rotation speed of the pump based on the discharge pressure of the pump measured by the sensor, and a function of outputting a control command to the motor control device so that the pump rotates at the set rotation speed. . As described above, the set number of revolutions is the number of revolutions of the pump necessary for the discharge pressure and the discharge flow rate of the pump to satisfy the relationship indicated by the resistance curve in the pipe.

【0094】前記演算装置としては、マイクロコンピュ
ータ及びミニコンピュータ等を挙げることができる。こ
れらのマイクロコンピュータ及びミニコンピュータは、
各種パラメータを入力するテンキー又はキーボードを有
していてもよい。
Examples of the arithmetic device include a microcomputer and a minicomputer. These microcomputers and minicomputers
It may have a numeric keypad or a keyboard for inputting various parameters.

【0095】前記演算装置においては、前記図1に示さ
れた流量制御装置における演算装置のところで述べた手
順で、圧力センサで測定された吐出圧力(P)から、前
記ポンプの設定回転数を計算することができる。
In the arithmetic unit, the set number of revolutions of the pump is calculated from the discharge pressure (P) measured by the pressure sensor according to the procedure described for the arithmetic unit in the flow control device shown in FIG. can do.

【0096】先ず、既知の配管における流路抵抗係数、
及びポンプ停止時の最小所要吐出圧力(Po )と、ポン
プにおける最大吐出流量(Qmax )とから、前記ポンプ
の最大吐出圧力(Pmax )を計算する。そして、前記最
大吐出流量(Qmax )と前記ポンプの最大吐出圧力(P
max )とで与えられる最大流量点(Qmax ,Pmax )を
通過するポンプの性能曲線から最大回転数(Nmax )を
求める。
First, the flow path resistance coefficient in a known pipe,
The maximum discharge pressure (Pmax) of the pump is calculated from the minimum required discharge pressure (Po) when the pump is stopped and the maximum discharge flow rate (Qmax) of the pump. The maximum discharge flow rate (Qmax) and the maximum discharge pressure (P
The maximum rotation speed (Nmax) is determined from the performance curve of the pump passing through the maximum flow point (Qmax, Pmax) given by (max).

【0097】前記演算装置においては、既知の配管にお
ける流路抵抗係数、及びポンプ停止時の最小所要吐出圧
力(Po )と、ポンプにおける最大吐出流量(Qmax )
とに加えて、最大吐出圧力(Pmax )及び最大回転数
(Nmax )についても、オペレータが手計算した値を、
テンキー又はキーボード等を通して入力することができ
る。又、前記流路抵抗係数と最小所要吐出圧力(Po )
と最大吐出流量(Qmaxとから最大吐出圧力(Pmax )
を計算する式、並びに、ある既知の吐出流量(Qset )
及び吐出圧力(Pset )におけるポンプの回転数(Nse
t )と、最大吐出流量(Qmax )と、最大吐出圧力(P
max )とから前記最大回転数(Nmax )を計算する式
を、演算装置の内部に記憶させておき、オペレータが既
知のパラメータとして入力した前記流路抵抗係数と最小
所要吐出圧力(Po )と最大吐出流量(Qmax )とか
ら、最大吐出圧力(Pmax )及び最大回転数(Nmax )
を自動的に計算するようにしてもよい。
In the arithmetic unit, the flow path resistance coefficient in a known pipe, the minimum required discharge pressure (Po) when the pump is stopped, and the maximum discharge flow rate (Qmax) in the pump are determined.
In addition to the above, the values manually calculated by the operator for the maximum discharge pressure (Pmax) and the maximum rotation speed (Nmax) are also
It can be input through a numeric keypad or a keyboard. The flow resistance coefficient and the minimum required discharge pressure (Po)
And the maximum discharge flow rate (Qmax and the maximum discharge pressure (Pmax)
And a known discharge flow rate (Qset)
And the number of rotations of the pump (Nse) at the discharge pressure (Pset)
t), the maximum discharge flow rate (Qmax), and the maximum discharge pressure (P
max) and a formula for calculating the maximum number of revolutions (Nmax) is stored in an arithmetic unit, and the flow path resistance coefficient, minimum required discharge pressure (Po) and maximum From the discharge flow rate (Qmax), the maximum discharge pressure (Pmax) and the maximum rotation speed (Nmax)
May be automatically calculated.

【0098】次に、最小所要吐出圧力(Po )を前記ポ
ンプにおける締切運転時圧力とするときの前記ポンプの
締切回転数(No )を計算する。
Next, when the minimum required discharge pressure (Po) is used as the pressure during the shutoff operation of the pump, the shutoff rotation speed (No) of the pump is calculated.

【0099】前記締切回転数(No )については、最小
所要吐出圧力(Po )を締切運転圧力として締切運転を
行うときのポンプの性能曲線から読み取った値を、オペ
レータがテンキー又はキーボードを通して演算装置に入
力することができる。
With respect to the shut-off speed (No), the operator reads the value read from the performance curve of the pump when the shut-off operation is performed with the minimum required discharge pressure (Po) as the shut-off operation pressure. Can be entered.

【0100】又、実測により求めた締切回転数(No )
をテンキー又はキーボードを通して演算装置に入力する
ことができる。
Further, the cutoff rotation speed (No) obtained by actual measurement
Can be input to the computing device through a numeric keypad or a keyboard.

【0101】更に、ポンプの吐出圧がポンプの回転数の
二乗に比例することを用いて、最大回転数Nmax におけ
る締切圧力(Plim )と、最小所要吐出圧力(Po )と
から、前記演算装置の内部に記憶させた関係式:
Further, using the fact that the discharge pressure of the pump is proportional to the square of the rotation speed of the pump, the cutoff pressure (Plim) at the maximum rotation speed Nmax and the minimum required discharge pressure (Po) are used to calculate the above-mentioned arithmetic unit. Relations stored internally:

【0102】[0102]

【数16】 (Equation 16)

【0103】によって、演算装置において締切回転数
(No )を計算してもよい。
Thus, the cutoff rotational speed (No) may be calculated in the arithmetic unit.

【0104】この他には、ある既知の吐出流量(Qset
)及び吐出圧力(Pset )におけるポンプの回転数
(Nset )と、前記最小所要吐出圧力(Po )とから前
記ポンプの締切回転数(No )を計算する式を、前記演
算装置の内部に記憶させておき、オペレータが先に既知
のパラメータとして入力した最小所要吐出圧力(Po )
から、自動的に前記ポンプの締切回転数(No )を計算
してもよい。
In addition to this, a certain known discharge flow rate (Qset
), The formula for calculating the shut-off speed (No) of the pump from the pump speed (Nset) at the discharge pressure (Pset) and the minimum required discharge pressure (Po) is stored in the arithmetic unit. The minimum required discharge pressure (Po) previously input by the operator as a known parameter
Thus, the shut-off speed (No) of the pump may be automatically calculated.

【0105】次に、前記演算装置は、上述のようにして
入力され、又は計算されたパラメータである、最大吐出
流量(Qmax )、最大吐出圧力(Pmax )、最大回転数
(Nmax )、最小所要吐出圧力(Po )、及び締切回転
数(No )と、圧力センサによって測定された吐出圧力
(P)とから、設定回転数(N)を計算する。
Next, the arithmetic unit inputs and calculates the maximum discharge flow rate (Qmax), maximum discharge pressure (Pmax), maximum rotation speed (Nmax), minimum required The set number of revolutions (N) is calculated from the discharge pressure (Po), the shutoff speed (No), and the discharge pressure (P) measured by the pressure sensor.

【0106】前記最大吐出流量(Qmax )等のパラメー
タから、設定回転数(N)を計算する式としては、
From the parameters such as the maximum discharge flow rate (Qmax), the formula for calculating the set number of revolutions (N) is as follows.

【0107】[0107]

【数17】 [Equation 17]

【0108】(但し、ΔP=Pmax −Pであり、ΔPo
=Pmax −Po である。)という式を用いることができ
る。
(However, ΔP = Pmax−P and ΔPo
= Pmax-Po. ) Can be used.

【0109】前記関係式は、(a)最大流量点(Qmax ,
Pmax )と、前記締切運転点(0,Po )とを結ぶ二次
曲線によって与えられる抵抗曲線f(Q,P)と、前記
最大流量点(Qmax ,Pmax )とポンプ停止点(0,
0)とを通る二次曲線で与えられる、前記ポンプの回転
速度を変化させたときの相似運転点の軌跡である相似運
転点曲線g(Q,P)と、締切回転数(No )における
前記ポンプの性能曲線ho (Q,P)とを3辺とする閉
曲線で囲まれた面と、前記抵抗曲線f(Q,P)と、相
似運転点曲線g(Q,P)と、設定回転数(N)におけ
る前記ポンプの性能曲線hN (Q,P)とを3辺とする
閉曲線で囲まれた面とが相似であるという前提、及び
(b) 前記ポンプの吐出圧と吐出流量とが前記抵抗曲線f
(Q,P)に沿って変化するときに所要の末端圧力が得
られるという前提に基づいて導き出すことができる。
The above relational expression can be expressed as follows: (a) The maximum flow point (Qmax,
Pmax), a resistance curve f (Q, P) given by a quadratic curve connecting the shutoff operation point (0, Po), the maximum flow point (Qmax, Pmax), and the pump stop point (0, Po).
0), a similar operating point curve g (Q, P) which is a locus of similar operating points when the rotation speed of the pump is changed, and a similar curve at a shutoff speed (No). A surface surrounded by a closed curve having three sides of a pump performance curve ho (Q, P), the resistance curve f (Q, P), a similar operating point curve g (Q, P), and a set rotation speed. (N) that the performance curve hN (Q, P) of the pump is similar to a surface surrounded by a closed curve having three sides, and
(b) the discharge pressure and the discharge flow rate of the pump are the resistance curve f
It can be derived on the assumption that the required end pressure is obtained when changing along (Q, P).

【0110】本発明のポンプ流量制御装置においては、
演算装置として、ポンプの設定回転数(N)を計算する
機能、及びポンプが前記設定回転数で回転するようにモ
ータ制御装置に制御指令を出力する機能の他、給水の使
用量が増減したときに、前記ポンプの回転数を増減して
給水圧力を一定に保持する機能をも備える演算装置も用
いることができる。演算装置において給水圧力を一定に
保持する手順については、後述する「本発明に係るポン
プ流量制御装置の他の例」で詳細に説明する。 3.本発明の作用 本発明のポンプ流量制御装置においては、前記の2つの
前提に従って、圧力センサで測定された吐出圧(P)か
ら設定回転数(N)を計算している。
In the pump flow control device of the present invention,
In addition to the function of calculating the set rotation speed (N) of the pump, the function of outputting a control command to the motor control device so that the pump rotates at the set rotation speed, and the use amount of water supply increases or decreases as an arithmetic device In addition, an arithmetic unit having a function of keeping the feed water pressure constant by increasing or decreasing the rotation speed of the pump can also be used. The procedure for keeping the feed water pressure constant in the arithmetic unit will be described in detail in "Another example of the pump flow control device according to the present invention" described later. 3. Operation of the present invention In the pump flow control device of the present invention, the set rotation speed (N) is calculated from the discharge pressure (P) measured by the pressure sensor in accordance with the above two preconditions.

【0111】よって、本発明のポンプ流量制御装置を用
いれば、吐出圧力がPのときに、前記設定回転数(N)
とほぼ等しい回転数で前記ポンプが回転するから、前記
抵抗曲線f(Q,P)と吐出圧力(P)とで与えられる
吐出流量(Q)で、前記ポンプから給水が吐出される。
ここで、給水配管の最小所要吐出圧力(Po )は、吐出
流量(Q)によらず一定であり、給水配管の実揚程と所
要の末端給水圧力との和で与えられる。一方、吐出圧力
Pは、上述のように、流路抵抗に打ち勝って流量Qで前
記給水配管に水を流通させるのに必要な圧力と、給水配
管の実揚程に対応する圧力と、所要の末端給水圧力との
和として与えられる。したがって、吐出圧力がPのとき
に、前記設定回転数(N)で前記ポンプを回転させるこ
とによって、前記給水配管の末端からは、常に、所定の
給水圧力、及び流量Qで給水される。
Therefore, when the pump flow control device of the present invention is used, when the discharge pressure is P, the set rotation speed (N)
Since the pump rotates at a rotational speed substantially equal to the above, feed water is discharged from the pump at a discharge flow rate (Q) given by the resistance curve f (Q, P) and the discharge pressure (P).
Here, the minimum required discharge pressure (Po) of the water supply pipe is constant regardless of the discharge flow rate (Q), and is given by the sum of the actual head of the water supply pipe and the required terminal water supply pressure. On the other hand, the discharge pressure P is, as described above, the pressure required to overcome the flow path resistance and allow water to flow through the water supply pipe at the flow rate Q, the pressure corresponding to the actual head of the water supply pipe, and the required terminal pressure. It is given as the sum with the feedwater pressure. Therefore, when the discharge pressure is P, by rotating the pump at the set rotation speed (N), water is always supplied from the end of the water supply pipe at a predetermined water supply pressure and flow rate Q.

【0112】4.本発明に係るポンプ流量制御装置の他
の例 図1に示されたポンプ流量制御装置において、圧力セン
サで測定されたポンプの吐出圧力(P)から前記関係式
に基づいてポンプの設定回転数(N)を計算する機能、
前記設定回転数(N)でポンプを回転させる機能、及び
給水の使用量が急に増減したときに、給水の使用量の増
減に応じて前記ポンプの回転数を増減して給水圧力を一
定に保持する機能を備える演算装置を用いた例につい
て、以下説明する。
4. Another example of the pump flow rate control device according to the present invention In the pump flow rate control device shown in FIG. 1, the set rotation speed of the pump (P) based on the discharge pressure (P) of the pump measured by the pressure sensor based on the above relational expression. N) function to calculate,
The function of rotating the pump at the set number of revolutions (N), and when the amount of water used suddenly increases or decreases, the number of revolutions of the pump is increased or decreased according to the increase or decrease in the amount of water used to keep the water supply pressure constant. An example using an arithmetic device having a function of holding will be described below.

【0113】前記ポンプ流量制御装置においては、ポン
プ1、圧力センサ2、モータ3、インバータ4、給水配
管6、逆止弁61、及び開閉弁62は、図1に示された
ポンプ流量制御装置におけるポンプ1、圧力センサ2、
モータ3、インバータ4、給水配管6、逆止弁61、及
び開閉弁62と同一の構造及び機能を有している。又、
演算装置5においても、前記最小所要給水圧力(Po )
と、最大吐出流量(Qmax )と、遠心ポンプ1の最大吐
出圧力(Pmax )と、最大回転数(Nmax )と、締切回
転数(No )と、圧力センサ2から入力された吐出圧力
(P)とから、下記式(II)
In the pump flow control device, the pump 1, the pressure sensor 2, the motor 3, the inverter 4, the water supply pipe 6, the check valve 61, and the on-off valve 62 are the same as those in the pump flow control device shown in FIG. Pump 1, pressure sensor 2,
It has the same structure and function as the motor 3, the inverter 4, the water supply pipe 6, the check valve 61, and the on-off valve 62. or,
Also in the arithmetic unit 5, the minimum required water supply pressure (Po)
, The maximum discharge flow rate (Qmax), the maximum discharge pressure (Pmax) of the centrifugal pump 1, the maximum rotation speed (Nmax), the cutoff rotation speed (No), and the discharge pressure (P) input from the pressure sensor 2. From the following formula (II)

【0114】[0114]

【数18】 (Equation 18)

【0115】(但し、ΔP=Pmax −Pであり、ΔPo
=Pmax −Po である。)に従って設定回転数(N)が
計算される。
(However, ΔP = Pmax−P and ΔPo
= Pmax-Po. ), The set number of revolutions (N) is calculated.

【0116】更に、演算装置5においては、以下のよう
にして、給水の使用量が急激に増減したときには遠心ポ
ンプ1の回転数を増減することによって給水配管6にお
ける末端圧力を一定に保つ。
Further, in the arithmetic unit 5, when the amount of water used suddenly increases or decreases, the terminal pressure in the water supply pipe 6 is kept constant by increasing or decreasing the rotation speed of the centrifugal pump 1 as follows.

【0117】前記ポンプ流量制御装置において給水の使
用量が増大したときにおける、遠心ポンプの吐出流量、
吐出圧力、及び回転数の変化を図4に示し、給水の使用
量が減少したときにおける、遠心ポンプの吐出流量、吐
出圧力、及び回転数の変化を図5に示す。
The discharge flow rate of the centrifugal pump when the amount of water used in the pump flow control device increases,
FIG. 4 shows changes in the discharge pressure and the number of revolutions, and FIG. 5 shows changes in the discharge flow rate, the discharge pressure, and the number of revolutions of the centrifugal pump when the amount of water used decreases.

【0118】前記ポンプ流量制御装置において、前記演
算装置5からの制御信号によって遠心ポンプ1が回転数
(Nset )で回転し、吐出圧力(Pset )、吐出流量
(Qset )で水が給水配管6に供給されているとする。
図4及び図5における点B(Qset ,Pset )は、前記
状態に対応する点である。
In the pump flow control device, the centrifugal pump 1 rotates at the rotation speed (Nset) by the control signal from the arithmetic unit 5, and water is supplied to the water supply pipe 6 at the discharge pressure (Pset) and the discharge flow (Qset). It is assumed that it is supplied.
A point B (Qset, Pset) in FIGS. 4 and 5 is a point corresponding to the above state.

【0119】先ず、給水の使用量が増大した場合につい
て説明する。
First, the case where the amount of water used increases will be described.

【0120】給水の使用量が増大すると給水配管6への
給水量は増大するから、当然遠心ポンプ1の吐出流量も
増大する。よって、図4に示された、回転数(Nset )
における遠心ポンプ1の性能曲線hN (Q,P)から明
らかなように、遠心ポンプ1の回転数が回転数(Nset
)のままで一定の場合には、吐出圧力(P)は吐出圧
力(Pset )よりも低下する。ここで、低下時の吐出圧
力を吐出圧力(Pa )とする。
When the amount of water used increases, the amount of water supplied to the water supply pipe 6 increases, so that the discharge flow rate of the centrifugal pump 1 naturally increases. Therefore, the rotation speed (Nset) shown in FIG.
As can be seen from the performance curve hN (Q, P) of the centrifugal pump 1 at
), The discharge pressure (P) is lower than the discharge pressure (Pset). Here, let the discharge pressure at the time of a fall be discharge pressure (Pa).

【0121】吐出圧力(P)が吐出圧力(Pa )に低下
したことを圧力センサ2が検知すると、演算装置5は、
先ず、前記式(II)に基づいて、前記吐出圧力(Pa )
に対応する遠心ポンプ1の回転数(N1 )を計算し、前
記点B(Qset ,Pset )における遠心ポンプ1の回転
数(Nset )と比較する。そして、前記回転数(N1が
回転数(Nset )よりも低い場合には、前記演算装置5
は、吐出圧力(Pa )は過小であると判断し、指示回転
数(Ns )が回転数(N1 )よりも高くなるようにイン
バータ4に対して制御指令を出力する。
When the pressure sensor 2 detects that the discharge pressure (P) has decreased to the discharge pressure (Pa), the arithmetic unit 5
First, based on the equation (II), the discharge pressure (Pa)
Is calculated and compared with the rotational speed (Nset) of the centrifugal pump 1 at the point B (Qset, Pset). When the rotation speed (N1 is lower than the rotation speed (Nset),
Determines that the discharge pressure (Pa) is too low, and outputs a control command to the inverter 4 so that the designated rotational speed (Ns) becomes higher than the rotational speed (N1).

【0122】一方、前記演算装置5は、前記性能曲線H
N (Q,P)に基づき、遠心ポンプ1が回転数(Nset
)で回転する場合における、吐出圧力(Pa )に対応
する吐出流量(Qa )を推算する。前記演算装置5は、
更に、前記抵抗曲線f(Q,P)に基づいて、給水配管
6において吐出流量(Qa )で所要の末端圧力(Hp )
を得るのに必要な吐出圧力(Pa')を推算する。圧力セ
ンサ2が検知する圧力が、前記推算された吐出圧力(P
a')に等しくなったら、インバータ4に向かって、この
ときの回転数(N2 )を指示回転数(Ns )とする制御
指令を出力する。よって、遠心ポンプ1は、前記回転数
(N2 )で回転する。このときの前記遠心ポンプ1の吐
出流量は当然のことながら(Qa )であり、前記吐出流
量(Qa )と吐出圧力(Pa')とで与えられる点は、抵
抗曲線f(Q,P)上に位置する。よって、給水配管6
における末端圧力は、所定の末端圧力(Hp )となる。
尚、図4において、性能曲線hN2(Q,P)は、遠心ポ
ンプ1が回転数N2 で回転するときの性能曲線を示す。
On the other hand, the arithmetic unit 5 calculates the performance curve H
Based on N (Q, P), the centrifugal pump 1
), The discharge flow rate (Qa) corresponding to the discharge pressure (Pa) is estimated. The arithmetic unit 5 includes:
Further, based on the resistance curve f (Q, P), the required end pressure (Hp) at the discharge flow rate (Qa) in the water supply pipe 6 is obtained.
The discharge pressure (Pa ') required to obtain the following is estimated. The pressure detected by the pressure sensor 2 is equal to the estimated discharge pressure (P
When it becomes equal to a '), a control command is output to the inverter 4 to set the rotation speed (N2) at this time to the designated rotation speed (Ns). Therefore, the centrifugal pump 1 rotates at the rotation speed (N2). The discharge flow rate of the centrifugal pump 1 at this time is naturally (Qa), and the point given by the discharge flow rate (Qa) and the discharge pressure (Pa ') is on the resistance curve f (Q, P). Located in. Therefore, the water supply pipe 6
Is a predetermined terminal pressure (Hp).
In FIG. 4, a performance curve hN2 (Q, P) indicates a performance curve when the centrifugal pump 1 rotates at the rotation speed N2.

【0123】次ぎに、給水の使用量が減少した場合につ
いて説明する。
Next, the case where the amount of water used is reduced will be described.

【0124】給水の使用量が減少すると給水配管6への
給水量は減少するから、当然遠心ポンプ1の吐出流量も
減少する。よって、図5に示された、回転数(Nset )
における遠心ポンプ1の性能曲線hN (Q,P)から明
らかなように、遠心ポンプ1の回転数が回転数(Nset
)のままで一定の場合には、吐出圧力(P)は吐出圧
力(Pset )よりも上昇する。ここで、上昇時の吐出圧
力を吐出圧力(Pb )とする。
When the amount of water supply decreases, the amount of water supplied to the water supply pipe 6 decreases, so that the discharge flow rate of the centrifugal pump 1 naturally decreases. Therefore, the rotation speed (Nset) shown in FIG.
As can be seen from the performance curve hN (Q, P) of the centrifugal pump 1 at
), The discharge pressure (P) is higher than the discharge pressure (Pset). Here, the discharge pressure at the time of rising is defined as a discharge pressure (Pb).

【0125】吐出圧力(P)が吐出圧力(Pb )に上昇
したことを圧力センサ2が検知すると、演算装置5は、
先ず、前記式(II)に基づいて、前記吐出圧力(Pb )
に対応する遠心ポンプ1の回転数(N3 )を計算し、前
記点B(Qset ,Pset )における遠心ポンプ1の回転
数(Nset )と比較する。そして、前記回転数(N3が
回転数(Nset )よりも高い場合には、前記演算装置5
は、前記吐出圧力(Pb )は過小であると判断し、指示
回転数(Ns )が回転数(N3 )よりも低くなるように
インバータ4に対して制御指令を出力する。
When the pressure sensor 2 detects that the discharge pressure (P) has increased to the discharge pressure (Pb), the arithmetic unit 5
First, based on the formula (II), the discharge pressure (Pb)
Is calculated and compared with the rotation speed (Nset) of the centrifugal pump 1 at the point B (Qset, Pset). If the rotation speed (N3 is higher than the rotation speed (Nset), the arithmetic unit 5
Determines that the discharge pressure (Pb) is too low, and outputs a control command to the inverter 4 so that the designated rotational speed (Ns) becomes lower than the rotational speed (N3).

【0126】一方、前記演算装置5は、前記性能曲線H
N (Q,P)に基づき、遠心ポンプ1が回転数(Nset
)で回転する場合における、吐出圧力(Pb )に対応
する吐出流量(Qb )を推算する。前記演算装置5は、
更に、前記抵抗曲線f(Q,P)に基づいて、給水配管
6において吐出流量(Qb )で所要の末端圧力(Hp )
を得るのに必要な吐出圧力(Pb')を推算する。圧力セ
ンサ2が検知する圧力が、前記推算値(Pb')に等しく
なったら、インバータ4に向かって、このときの回転数
(N4 )を指示回転数(Ns )とする制御指令を出力す
る。よって、遠心ポンプ1は、前記回転数(N4 )で回
転する。このときの前記遠心ポンプ1の吐出流量は当然
のことながら(Qb )であり、前記吐出流量(Qb )と
吐出圧力(Pb')とで与えられる点は、抵抗曲線f
(Q,P)上に位置する。よって、給水配管6における
末端圧力は、所定の末端圧力(Hp )となる。尚、図4
におけるhN4(Q,P)は、前記回転数(N4 )におけ
る遠心ポンプ1の性能曲線を示す。
On the other hand, the arithmetic unit 5 calculates the performance curve H
Based on N (Q, P), the centrifugal pump 1
), The discharge flow rate (Qb) corresponding to the discharge pressure (Pb) is estimated. The arithmetic unit 5 includes:
Further, based on the resistance curve f (Q, P), the required terminal pressure (Hp) at the discharge flow rate (Qb) in the water supply pipe 6 is obtained.
Of the discharge pressure (Pb ') necessary to obtain the following formula. When the pressure detected by the pressure sensor 2 becomes equal to the estimated value (Pb '), a control command for setting the rotation speed (N4) at this time to the designated rotation speed (Ns) is output to the inverter 4. Therefore, the centrifugal pump 1 rotates at the rotation speed (N4). The discharge flow rate of the centrifugal pump 1 at this time is (Qb), and the point given by the discharge flow rate (Qb) and the discharge pressure (Pb ') is the resistance curve f
(Q, P). Therefore, the terminal pressure in the water supply pipe 6 becomes a predetermined terminal pressure (Hp). FIG.
HN4 (Q, P) indicates the performance curve of the centrifugal pump 1 at the rotation speed (N4).

【0127】前記ポンプ流量制御装置においては、この
ように、遠心ポンプ1が回転数(Nset )で回転してい
る場合において、給水の使用量がQset よりも増大した
とき、及び減少したときのいずれにおいても、遠心ポン
プ1の回転数を増減させることによって、給水配管6に
おける末端圧力を一定値に保持することができるから、
給水の使用量が急に増大した場合に前記末端圧力が低く
なりすぎて十分に給水が行われなくなること、及び給水
の使用量が急に減少した場合に蛇口から急に勢いよく給
水が流れ出すことの何れも防止される。
In the pump flow control device, when the centrifugal pump 1 is rotating at the rotation speed (Nset), the amount of water used increases when the amount of water supplied increases and decreases when the amount decreases. In this case, the terminal pressure in the water supply pipe 6 can be maintained at a constant value by increasing or decreasing the rotation speed of the centrifugal pump 1.
When the amount of water used suddenly increases, the terminal pressure becomes too low to supply water sufficiently, and when the amount of water used suddenly decreases, water suddenly flows out of the faucet. Are prevented.

【0128】[0128]

【発明の効果】本発明によれば、性能曲線と給水管路の
抵抗曲線との交点で定まる圧力を、前記給水管路の抵抗
曲線に沿って、当該交点における運転速度毎に多数記憶
させる必要がないので、大容量のメモリが不要であり、
且つ連続制御が容易に行え、更に、大幅な省エネルギー
にもつながるポンプ流量制御装置が提供される。
According to the present invention, it is necessary to store a large number of pressures determined at the intersection between the performance curve and the resistance curve of the water supply line for each operation speed at the intersection along the resistance curve of the water supply line. There is no need for a large amount of memory,
Further, a pump flow control device which can easily perform continuous control and further contributes to significant energy saving is provided.

【0129】本発明によって提供されるポンプ流量制御
装置の内、給水の使用量の増減に応じて遠心ポンプ1の
回転を増減させる機能を有する演算装置を備えるポンプ
流量制御装置は、前記の特長に加えて、給水の使用量が
急激に変化しても給水圧力がほぼ一定に保たれるという
特長を有している。
Among the pump flow control devices provided by the present invention, the pump flow control device provided with an arithmetic unit having a function of increasing or decreasing the rotation of the centrifugal pump 1 in accordance with an increase or decrease in the amount of water used has the above-mentioned features. In addition, there is a feature that the feed water pressure is kept substantially constant even when the amount of feed water used changes rapidly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明のポンプ流量制御装置の構成の
一例を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a pump flow control device of the present invention.

【図2】図2は、最大流量点A(Qmax ,Pmax )、点
B(Q,P)、点C(Q’,P’)、締切運転点D
(0,Po )、点E(Q1 ,P1 )、及びポンプ停止点
O(0,0)と、配管における抵抗曲線f(Q,P)及
び相似運転点曲線g(Q,P)と、性能曲線hmax
(Q,P)、性能曲線ho (Q,P)、及び性能曲線h
N(Q,P)との関係を示す概略図である。
FIG. 2 shows a maximum flow point A (Qmax, Pmax), a point B (Q, P), a point C (Q ′, P ′), and a shutoff operation point D.
(0, Po), point E (Q1, P1), pump stop point O (0, 0), resistance curve f (Q, P) and similar operating point curve g (Q, P) in piping, and performance Curve hmax
(Q, P), performance curve ho (Q, P), and performance curve h
It is a schematic diagram showing a relation with N (Q, P).

【図3】図3は、図1に示されたポンプ流量制御装置に
おける、前記演算装置5がインバータ4を制御する手順
を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure in which the arithmetic unit 5 controls the inverter 4 in the pump flow control device shown in FIG.

【図4】図4は、給水の使用量が増大したときにおけ
る、遠心ポンプの吐出流量、吐出圧力、及び回転数の変
化を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing changes in the discharge flow rate, the discharge pressure, and the number of revolutions of the centrifugal pump when the amount of water used increases.

【図5】図5は、給水の使用量が減少したときにおけ
る、遠心ポンプの吐出流量、吐出圧力、及び回転数の変
化を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing changes in the discharge flow rate, the discharge pressure, and the number of revolutions of the centrifugal pump when the amount of water used decreases.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ポンプ、2・・・圧力センサ、3・・・モー
タ、4・・・インバータ、5・・・演算装置、6・・・
給水配管、61・・・逆止弁、62・・・開閉弁、7・
・・速度検出器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pump, 2 ... Pressure sensor, 3 ... Motor, 4 ... Inverter, 5 ... Calculation device, 6 ...
Water supply pipe, 61 ... check valve, 62 ... open / close valve, 7.
..Speed detectors.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 既知の配管に接続されたポンプと、前記
ポンプの吐出圧力を測定する圧力センサと、前記ポンプ
を駆動するモータと、前記モータの回転数を制御するモ
ータ制御装置と、前記配管における前記ポンプの最大吐
出流量と最大吐出圧力、前記配管における最小所要吐出
圧力、及び前記圧力センサで測定された前記ポンプの吐
出圧力に基づき、前記吐出圧力に対応する前記ポンプの
設定回転数を計算し、且つ、前記ポンプが前記設定回転
数で回転するように前記モータ制御装置に制御指令を出
力する演算装置とを備えることを特徴とするポンプ流量
制御装置。
A pump connected to a known pipe, a pressure sensor for measuring a discharge pressure of the pump, a motor for driving the pump, a motor control device for controlling a rotation speed of the motor, and the pipe Based on the maximum discharge flow rate and the maximum discharge pressure of the pump, the minimum required discharge pressure in the piping, and the discharge pressure of the pump measured by the pressure sensor, calculate the set rotation speed of the pump corresponding to the discharge pressure And a computing device that outputs a control command to the motor control device so that the pump rotates at the set number of revolutions.
【請求項2】 前記請求項1における演算装置において
は、(A)既知の配管における、流路抵抗係数と最小所
要吐出圧力(Po )と最大吐出流量(Qmax )とから、
前記ポンプの最大吐出圧力(Pmax )を求め、前記最大
吐出流量(Qmax )と前記ポンプの最大吐出圧力(Pma
x )とで与えられる最大流量点(Qmax ,Pmax )を通
過するポンプの性能曲線に対応する最大回転数(Nmax
)を求め、(B)前記最小所要吐出圧力(Po )を締
切運転圧力とし、前記締切運転圧力(Po )と流量Qが
0であることとで与えられる締切運転点(0,Po )を
通過するポンプの性能曲線に対応する前記ポンプの締切
回転数(No )を求め、(C)(a) 前記最大流量点(Q
max ,Pmax )と、前記締切運転点(0,Po )とを結
ぶ二次曲線によって与えられる、前記配管における抵抗
曲線f(Q,P)と、前記最大流量点(Qmax ,Pmax
)とポンプ停止点(0,0)とを通る二次曲線で与え
られる、前記ポンプの回転速度を変化させたときの相似
運転点の軌跡である相似運転点曲線g(Q,P)と、締
切回転数(No )における前記ポンプの性能曲線ho
(Q,P)とを3辺とする閉曲線で囲まれた面と、 (b) 前記抵抗曲線f(Q,P)と、相似運転点曲線g
(Q,P)と、設定回転数(N)における前記ポンプの
性能曲線hN (Q,P)とを3辺とする閉曲線で囲まれ
た面とが相似であるとして、前記請求項1における圧力
センサにより測定された圧力Pにおける設定回転数
(N)を計算するという手順に従って、前記請求項1に
おけるポンプの設定回転数(N)を計算する請求項1に
記載のポンプ流量制御装置。
2. The arithmetic unit according to claim 1, wherein (A) the flow resistance coefficient, the minimum required discharge pressure (Po), and the maximum discharge flow rate (Qmax) in the known pipe
The maximum discharge pressure (Pmax) of the pump is determined, and the maximum discharge flow rate (Qmax) and the maximum discharge pressure (Pma) of the pump are determined.
x) and the maximum speed (Nmax) corresponding to the performance curve of the pump passing through the maximum flow point (Qmax, Pmax) given by
And (B) the minimum required discharge pressure (Po) as a shutoff operating pressure, which passes through a shutoff operating point (0, Po) given by the shutoff operating pressure (Po) and the flow rate Q being 0. (C) (a) the maximum flow point (Q)
max, Pmax) and the resistance curve f (Q, P) in the pipe, given by a quadratic curve connecting the shutoff operating point (0, Po), and the maximum flow point (Qmax, Pmax).
) And a quadratic curve passing through the pump stop point (0, 0), a similar operating point curve g (Q, P) which is a locus of similar operating points when the rotation speed of the pump is changed, The performance curve ho of the pump at the shut-off speed (No)
(B) a surface surrounded by a closed curve having (Q, P) as three sides, (b) the resistance curve f (Q, P), and a similar operating point curve g
The pressure defined in claim 1, wherein a surface surrounded by a closed curve having three sides of (Q, P) and a performance curve hN (Q, P) of the pump at a set rotation speed (N) is similar to each other. The pump flow rate control device according to claim 1, wherein the set rotation speed (N) of the pump according to claim 1 is calculated according to a procedure of calculating a set rotation speed (N) at a pressure P measured by a sensor.
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